Toxicología
El aspartamo (E951) es un edulcorante sintético, dipéptido e intenso, que es casi 180-200 veces más dulce que la sacarosa, con un respectivo bajo valor calórico. El aspartamo se utiliza ampliamente en más de 6.000 productos en todo el mundo con un enorme resultado comercial bajo muchas marcas.1 El aspartamo es muy popular debido a su reducido coste, su bajo aporte calórico, su atractiva publicidad y su garantía de contribuir al control de peso. La popularidad del aspartamo entre los consumidores radica en los problemas asociados al consumo de sacarosa.2 En los individuos diabéticos la dificultad para regular sus niveles de azúcar en sangre restringe el consumo de azúcar normal. Esto se debe a que los diabéticos no tienen niveles suficientes de insulina, una hormona que controla la captación de azúcar en el torrente sanguíneo. El aspartamo ayuda a limitar la ingesta de sacarosa en forma de sustitución del azúcar y libera una cantidad muy baja de energía respectivamente. Se metaboliza más lentamente que la sacarosa, lo que permite que los niveles de azúcar en sangre se mantengan más estables en el tiempo. Los individuos con hipoglucemia reactiva producen un exceso de insulina tras absorber rápidamente la glucosa en el torrente sanguíneo.3 Esto hace que sus niveles de glucosa en sangre caigan por debajo de la cantidad necesaria para el funcionamiento fisiológico. Al igual que los diabéticos, la evitación de los alimentos de alto índice glucémico suele obligar a elegir edulcorantes artificiales como alternativa. La sacarosa favorece la caries dental debido a que las bacterias que se encuentran de forma natural en la cavidad bucal humana son capaces de utilizar eficazmente la sacarosa como fuente de alimento, liberando residuos que degradan el esmalte. A diferencia de la sacarosa, la microflora presente en la placa dental no utiliza el aspartamo. Debido a esta propiedad, se recomienda el uso del aspartamo en forma de medicamentos sin azúcar siempre que sea posible.4,5 Por estas razones, el aspartamo se introduce cada vez más en los alimentos de consumo habitual, como los refrescos dietéticos, los cereales y los postres sin azúcar, el yogur, los chicles, los jarabes, los ambientadores bucales, los caramelos, las bebidas saludables y los suplementos nutricionales, y se está recomendando para la pérdida de peso y para las personas que padecen intolerancia a la glucosa y diabetes mellitus de tipo 2.6
Información química relacionada con el aspartamo
Descubrimiento: En 1965 un químico llamado James Schlatter que trabajaba en los laboratorios de investigación de G. D. Searle descubrió accidentalmente el aspartamo. Durante una reacción intermedia de la preparación del inhibidor de la gastrina, accidentalmente parte de la solución se derramó sobre su mano. Sin tener en cuenta todas las medidas de seguridad, se lamió el dedo para recoger el trozo de papel y llegó a conocer el intenso sabor dulce del producto químico.7 En 1970 Cloninger y Baldwin publicaron un informe en Scienceto para proponer su uso como edulcorante artificial.8
Síntesis
Sin embargo, la síntesis del aspartamo es ligeramente complicada una incubación directa del ácido L-aspártico y del éster metílico de la fenil-alanina junto con algunos microorganismos también producen aspartamo a nivel comercial. La síntesis química del aspartamo implica dos procesos químicos principales denominados procesos Z y F. El proceso Z implica principalmente la deshidratación del ácido benzoilocarbonilo-L-aspártico con anhídrido acético. A continuación, el anhídrido se acopla con el éster metílico de L-fenilalanina en tolueno para dar una mezcla de benciloxicarbonilo α y β aspartamo. Los grupos protectores se eliminan por hidrogenólisis. Tras la cristalización, la mezcla de isómeros α y β del aspartamo da lugar al aspartamo.9 El proceso F implica la protección del grupo amino del ácido aspártico con un grupo formilo, seguida de una deshidratación natural para formar el anhídrido. A continuación, el anhídrido se acopla bien con la L-finilalanina o con su éster metílico y se elimina el grupo formilo por hidrólisis ácida.10 La mezcla resultante de α y β aspartamo tratada con tratamiento de metanol acuoso, cristalización y neutralización proporciona finalmente aspartamo comercial.
Propiedades químicas y físicas
El aspartamo está compuesto por dos aminoácidos L-ácido aspártico y L-fenilalanina. Es un polvo blanco cristalino, inodoro e intensamente dulce que tiene la fórmula molecular (Figura 1) C14H18N2O5 junto con la masa molar 294,31 g mol-1. La densidad del aspartamo es de 1,347 g/cm3 con un punto de fusión elevado, entre 246-247°C. En condiciones alcalinas y ácidas fuertes, el aspartamo se hidroliza. En solución acuosa, la relación entre el pH y la estabilidad del aspartamo es una curva en forma de campana con la máxima estabilidad a pH 4,3. La solubilidad del aspartamo cambia con respecto a los cambios de pH y temperatura. Acepta el agua, el aspartamo es también ligeramente soluble en alcohol. El aspartamo es más soluble en soluciones ácidas a mayor temperatura. La solubilidad del aspartamo en agua es de aproximadamente 0,03gm/ml en soluciones ácidas de pH 3 a temperatura ambiente. Al ser un dipéptido, el aspartamo tiene algunas limitaciones. Se supone que pierde su integridad durante el calentamiento, por lo que no puede utilizarse en la repostería, la cocina o el almacenamiento prolongado en líquidos.11,12
Bioquímica del aspartamo
Hidrólisis: Una vez ingerido, el aspartamo se somete a hidrólisis en la luz intestinal y se convierte en tres productos hidrolíticos denominados fenilalanina (50%), ácido aspártico (40%) y metanol (10%).13
Metabolismo: El aspartamo se utiliza ampliamente para endulzar una variedad de alimentos y bebidas dietéticos bajos y reducidos en calorías. Una vez ingerido durante el metabolismo, el aspartamo se descompone en la luz intestinal. Aparte de sus aminoácidos constituyentes, el ácido aspártico, la fenilalanina y el metanol, se descompone para formar formaldehído, ácido fórmico y diketopiperazina, que se metabolizan posteriormente in vivo.14,15 La producción del aminoácido esencial fenilalanina es un peligro para la salud de los que nacen con fenilcetonuria (PKU), una rara enfermedad hereditaria. Sin embargo, la producción de metanol no es muy elevada durante el metabolismo del aspartamo, pero aun así contribuye a las toxicidades.16
Modo de acción posiblemente responsable del efecto adverso
Un producto del metabolismo del aspartamo La fenilalanina desempeña un papel importante en la regulación de los neurotransmisores.17 El ácido aspártico tiene un papel importante como neurotransmisor excitador en el sistema nervioso central junto con el glutamato. El glutamato, la asparagina y la glutamina se forman a partir de su precursor, el ácido aspártico. El metanol se convierte en el cuerpo en formiato, que puede ser excretado o puede dar lugar a formaldehído y diketopiperazina (un carcinógeno) y una serie de otros derivados altamente tóxicos. El daño a las mitocondrias por parte del aspartamo, promueve la apoptosis celular que lleva a la producción de GABA. Después se produce la ruptura de la pared celular y las células se vuelven más permeables. Este fenómeno crea daños en el endotelio celular de los capilares. Da lugar a un estrés oxidativo que da lugar a la neurodegeneración. Los efectos secundarios neurológicos directos e indirectos relacionados con el consumo de aspartamo también afectan negativamente al compromiso del aprendizaje y el funcionamiento emocional. El metabolismo del aspartamo altera las concentraciones de norepinefrina, epinefrina y dopamina. La falta de sueño, las convulsiones, la depresión y las cefaleas son los posibles efectos secundarios de la alteración de las concentraciones cerebrales regionales de catecolaminas.13
Medio histórico de la controversia sobre el aspartamo
El procedimiento de evaluación de la seguridad en el caso del aspartamo y otros aditivos alimentarios sintéticos se somete a diversos procedimientos de control. La seguridad del aspartamo ha sido evaluada por varias agencias reguladoras. La Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) y otras autoridades reguladoras consideran que el aspartamo es un potenciador del sabor y un agente edulcorante seguro, pero la situación del aspartamo sigue siendo controvertida, debido a la disponibilidad de una amplia cantidad de literatura sobre el impacto negativo en la salud y el efecto adverso del consumo de aspartamo.17,18 La primera controversia relacionada con el uso del aspartamo surgió casi dos décadas y media después del descubrimiento del aspartamo, cuando en 1996, Ralph G. Walton, un psicólogo de la Facultad de Medicina de la Universidad del Noreste de Ohio, publicó por sí mismo un análisis del aspartamo y concluyó por primera vez que los estudios financiados por la industria no encontraron problemas de seguridad, mientras que 84 de 92 estudios independientes (en forma de estudios no financiados por la industria, cartas a los editores, informes de casos, revisiones, artículos o capítulos de libros) sí identificaron problemas de seguridad.19 Esta cuestión se hizo popular tras ser destacada por el programa de televisión 60 minutes y ha sido ampliamente debatida. En una refutación de las declaraciones de Walton, el Servicio de Información sobre el aspartamo (un servicio proporcionado por Ajinomoto, uno de los principales productores y proveedores de aspartamo) expresa su desacuerdo.20 En 2005, un tal John Briffa mencionó que casi el 100% de los estudios financiados por la industria (total o parcialmente) han llegado a la conclusión de que el aspartamo es seguro, mientras que el 92% de los estudios financiados de forma independiente han encontrado que el aspartamo tiene el potencial de producir efectos adversos.21 Esta información fue bastante inesperada y sorprendente para la sociedad. El aspartamo se ha utilizado en los alimentos durante más de tres décadas. Su seguridad ha sido evaluada por varias agencias reguladoras de vez en cuando. Desde que se reveló el primer efecto adverso del aspartamo a través de la experimentación, el aspartamo sigue siendo un producto químico de interés para los investigadores. Cabe destacar que la evaluación del estado de seguridad del aspartamo como edulcorante no nutritivo fue un estudio crítico realizado por un panel independiente de reconocidos expertos bajo la dirección del Dr. William Waddell. La selección del panel se basó en conseguir una representación internacional de varias áreas de la toxicología relevantes para el aspartamo, incluyendo toxicocinética, metabolismo, patología, toxicología alimentaria, bioestadística, epidemiología y toxicología general. El panel ha investigado la literatura científica sobre la absorción, el metabolismo, la toxicología y los estudios epidemiológicos, así como los niveles actuales de consumo de aspartamo en todo el mundo.23,24
Posibles problemas de salud asociados
El número de personas que padecen diabetes, obesidad, hipertensión y enfermedades cardíacas, etc., aumenta cada año. El aumento de la cantidad de azúcares en los alimentos, los dulces, los refrescos, etc., ha suscitado cierta preocupación por sus efectos sobre la salud. Sin embargo, hoy en día los edulcorantes artificiales están recibiendo una gran atención. Pero es muy importante controlar su seguridad. Se ha descubierto que el aspartamo está relacionado con la progresión de muchos trastornos clínicos, como la hepatotoxicidad, la nefrotoxicidad, el desequilibrio de los neurotransmisores y las anomalías cognitivas. Se observó que los hombres eran más susceptibles que las mujeres en muchos casos.25-28 El alto nivel del aminoácido esencial natural fenilalanina es un peligro para la salud de los nacidos con fenilcetonuria (PKU), una rara enfermedad hereditaria. Por lo tanto, los pacientes con fenilcetonuria no deben consumir aspartamo.28 El aspartamo podría ser una de las principales causas de alteraciones de la conducta, como comportamiento impulsivo, falta de paciencia, disminución de la actividad locomotora y de la coordinación neuromuscular.29 El consumo de aspartamo durante la gestación podría ser perjudicial para el feto. La reducción del peso medio de la placenta y del peso materno-fetal, de la longitud del cordón umbilical y de los parámetros cariométricos en los núcleos de los hepatocitos fetales, la mayoría de los parámetros cariométricos de los hepatocitos, también fueron bien documentados tras el tratamiento con aspartamo en ratas.6 La exposición al aspartamo en el útero puede afectar a la cognición espacial y a la homeostasis de la glucosa en ratones, sobre todo en los machos.25 También se informó de un aumento del peso corporal, de incrementos transitorios de la presión arterial y de los valores plasmáticos de la glucosa y los triglicéridos, así como de una reducción transitoria de la urea plasmática tras el consumo de aspartamo.8 La alteración de la homeostasis de la glucosa por la ingestión de aspartamo también estaba bien documentada una década antes.25 El aspartamo tenía la capacidad de alterar el conjunto normal de enzimas antioxidantes en muchos órganos como el hígado y el riñón.30 Incluso el consumo a largo plazo de aspartamo podía provocar estrés oxidativo también en los eritrocitos y las células sanguíneas.31 También se descubrió que el tratamiento con aspartamo era una de las principales causas de estrés oxidativo en órganos inmunitarios como el bazo, el timo, los ganglios linfáticos y la médula ósea de las ratas tratadas con aspartamo y deficientes en folato. La producción de radicales libres en estos órganos sensibles podría contribuir a una baja inmunidad y hacer que el órgano sea susceptible a las infecciones.32 También se descubrió que el aspartamo es un carcinógeno potencial para algunos modelos animales. Sin embargo, no se dispone de pruebas significativas a partir de la evaluación epidemiológica.33 Se descubrió que el aspartamo es el culpable de la inducción del carcinoma hepatocelular y del carcinoma bronquial en ratones macho cuando se introdujo de forma prenatal a lo largo de la vida a través de la alimentación.27 Las glándulas salivales también son sensibles a la exposición al aspartamo. En un modelo de roedor se observaron cambios degenerativos en las arquitecturas de los tejidos de las glándulas salivales parótidas, junto con hipercromatismo, pleomorfismo y mitosis anormal en la glándula submandibular.34 El aspartamo también podría ser responsable de la reducción del recuento de glóbulos rojos, del volumen celular, de la concentración de hemoglobina, del recuento de glóbulos blancos, del recuento de plaquetas y de la hormona testosterona, así como de la disminución de la actividad de la enzima acetilcolinesterasa.29 La administración consecutiva de aspartamo por vía oral provocó un aumento significativo de la producción de interleucina-1 IL-β (IL-β) y del factor de necrosis tumoral-α (TNF-α) en el cerebro, así como una disminución significativa de los niveles de factor neurotrópico derivado del cerebro (BDNF) y de serotonina.35 El consumo de aspartamo dio lugar a una cantidad detectable de metanol en la sangre. Se supone que los metabolitos del aspartamo, incluido el metanol, podrían ser responsables de la generación de estrés oxidativo en las regiones del cerebro.36 Un estudio histológico con microscopio de luz y de electrones reveló que la administración oral de aspartamo (incluso en dosis pequeñas como 250 mg/kg/día durante seis semanas) podría dar lugar a una marcada afección de la corteza frontal.37
Legislación
En virtud de la legislación europea e irlandesa, todos los productos alimenticios que contengan aspartamo o sal de aspartamo-acesulfamo, designados en la lista de ingredientes por su nombre específico, deben estar claramente etiquetados con las palabras «contiene una fuente de fenilalanina», en la etiqueta. Si el aspartamo (E 951) o la sal de aspartamo-acesulfamo (E 962) se designan en la lista de ingredientes, la etiqueta debe indicar: «Contiene aspartamo (una fuente de fenilalanina)».38
Perspectiva
Aunque los resultados de las investigaciones en roedores han demostrado numerosos efectos negativos del aspartamo, la situación del aspartamo sigue siendo discutible. Aparte de toda la controversia, el aspartamo está ampliamente disponible en el mercado para su uso ilimitado sin ninguna advertencia impresa de ingesta limitada. Dos razones prominentes detrás del juego de venta y compra son, la falta de conciencia sobre la química detrás de la dulzura artificial y la pobre capacidad de correlación de los individuos de la sociedad entre la pista de consumo y los problemas de salud asociados. Todos los datos de las investigaciones experimentales disponibles en la literatura parecen ser insuficientes para demostrar la total seguridad del uso del aspartamo. Muchos estudios de investigación financiados afirman la seguridad, mientras que muchos experimentos de investigación independientes correlacionan muchos efectos adversos con el consumo de aspartamo. Se necesitan más experimentos de investigación para recapitular los hechos disponibles sobre el aspartamo de una manera libre de prejuicios. Ahora es el momento de poner fin a la controversia mediante los experimentos adecuados necesarios para evaluar el impacto del aspartamo y sus metabolitos en el entorno in vivo. También debe investigarse la contribución del aspartamo a la progresión de diferentes trastornos clínicos. Las mujeres también deberían evitar el consumo de aspartamo, especialmente durante el embarazo, la gestación y la lactancia. El aspartamo también es muy popular en otras clases de la sociedad debido a su bajo contenido calórico. El aspartamo se incorpora como sustituto del azúcar de mesa para facilitar la pérdida de peso.39 Las personas deben evitar el consumo de productos dietéticos que contengan aspartamo como agente edulcorante. En lugar de consumir este tipo de productos dulces, deberían preferir las sustancias dietéticas, que tienen un sabor neutro, y consumen azúcares naturales de bajo contenido. El consumo de aspartamo por parte de los bebés y los niños en forma de chicles comerciales, caramelos, productos dulces sin azúcar, polvos de suplementos para la salud y bebidas frías dietéticas debe ser desaconsejado por los padres con cautela. Incluso a veces, los bebés y los niños muy pequeños entran fácilmente en contacto con el aspartamo en forma de caramelos, toffee, aperitivos bajos en calorías, galletas, coca-cola light y refrescantes bucales. La exposición continuada al aspartamo en edades tan tempranas podría provocar graves alteraciones metabólicas.40 Hay muchas pruebas disponibles en forma de literatura, que correlacionan el uso del aspartamo con las alteraciones de la salud. Aunque el aspartamo se considera seguro para los adultos, no se recomienda para los niños. Aunque el aspartamo es una dulce bendición para los diabéticos que no pueden consumir azúcar de forma rutinaria debido a los problemas de salud relacionados con la ingesta de azúcar, es necesario un control estricto. Los autores recomiendan que el consumo de aspartamo sea controlado también por los consumidores diabéticos, ya que no es necesario utilizar edulcorante artificial en cada comida. En su lugar, debería tratarse como una percepción del gusto. Todo el mundo debería recordar que ninguna molécula sintética se adapta al cuerpo humano como la sustancia natural, a base de hierbas y no tóxica. Para colmar las lagunas de la investigación existente es aconsejable realizar nuevos estudios clínicos. El uso del aspartamo está bien dentro de los límites predeterminados. El aspartamo es sólo una molécula que imita el sabor dulce para las papilas gustativas de la lengua; no es una forma natural de azúcar. No puede ser beneficioso y seguro, cuando se consume de manera incontrolada.